Подводная пусковая платформа для защиты стационарных морских объектов
Подводная пусковая платформа для защиты стационарных морских объектов относится к области подводной техники, в частности, к подводным станциям и устройствам, предназначенным для охраны объектов от потенциальных угроз. Подводная пусковая платформа содержит устанавливаемый вертикально на грунте с помощью системы растяжек и якорей полый прочный корпус с юбкой круглого сечения, с применением гидронасоса врезаемой в дно, расположенные внутри или снаружи корпуса пусковые установки, использующие для выталкивания хранящихся в них оборонных необитаемых подводных аппаратов электроэнергию, получаемую от размещенных внутри корпуса аккумуляторов большой емкости, связанных с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию за счет вращения установленной в верхней части платформы турбины или ротора, взаимодействующих с подводными течениями, а также размещенную внутри корпуса систему оперативного слежения за подводной обстановкой, включающую информационно-управляющую аппаратуру и одну или несколько гидроакустических антенн с передатчиками. При этом подводная пусковая платформа может быть связана с охраняемым объектом или наземным контрольным пунктом кабелями для передачи резервной электроэнергии, информации о подводной обстановке и потенциальных целях, а также дистанционных сигналов о пуске оборонных необитаемых подводных аппаратов. Техническим результатом является повышение автономности подводной пусковой платформы, а также уменьшение времени реагирования на подводную угрозу для охраняемого объекта.
Полезная модель относится к области подводной техники, в частности, к подводным станциям и устройствам, предназначенным для охраны стационарных морских объектов.
Известен способ обнаружения, распознавания и вытеснения подводных объектов от морской нефтегазовой платформы по Патенту РФ на изобретение 
2434245, G01D 15/04, G01S 13/04, 2011 г., заключающийся в размещении на одной стороне первого контролируемого гидроакустического рубежа первого гидроакустического средства с блоком параметрического излучения низкочастотных сигналов, а на противоположной стороне первого контролируемого гидроакустического рубежа первого гидроакустического средства с первым блоком параметрического приема низкочастотных сигналов, в обнаружении - по превышению уровня сигнала над уровнем помехи, в распознавании - сравнении принятого сигнала с эталонным сигналом и в оценки координат - пеленга и дистанции подводного объекта, а также в воздействии на подводный объект низкочастотными сигналами и вытеснении его из заданного водного пространства.
К недостаткам известного способа можно отнести недостаточно эффективное воздействие на потенциально опасный объект искусственного происхождения, не гарантирующее, например, отведение от охраняемого объекта крупного подводного аппарата.
Также известны многочисленные устройства для преобразования кинетической энергии океанских (в том числе подводных) течений в механическую энергию вращения турбин или роторов энергетических установок (см. Коробков В.А. Преобразование энергии океана. - Л.: Судостроение, 1986. - 280 с).
Основным недостатком известных решений, препятствующим их внедрению в производство, является их низкая эффективность при использовании в районах океана с небольшими скоростями течений (практически все прибрежные районы за исключением проливов). Расположение же подобных установок далеко от берега приводит к сложностям с транспортировкой получаемой энергии и обслуживанием самих энергоустановок.
Известно большое количество гидроакустических станций слежения за подводной обстановкой (см. Козлов С.А., Львов Д.Г. Обзор технических средств активного противодействия вторжениям на объекты различной категории // Безопасность, достоверность, информация. - 2009. - 3-4. - С.30-35.). В качестве характерного примера такого рода устройств можно привести многолучевую гидроакустическую станцию «Трал-М», предназначенную для обнаружения подводных пловцов, движущихся в воде на ластах или с использованием подводных средств движения, определения их местоположения на охраняемой акватории и выдачи тревожных извещений в технические средства охранной сигнализации.
«Трал-М» включает в свой состав: аппаратуру поста наблюдения, размещаемую на берегу в посту наблюдения и состоящую из прибора обслуживания гидроакустического устройства и компьютера отображения и управления; выносную часть, устанавливаемую в водной среде на подходах к охраняемым объектам, состоящую из выносного гидроакустического устройства, включающего один или несколько антенных модулей и устройство крепления, кабеля связи, и кабельной соединительной коробки для коммутации нескольких антенных модулей. При этом требуемая конфигурация зоны охраны выносного гидроакустического устройства формируется набором антенных модулей с сектором обзора в горизонтальной плоскости одного модуля 30 град. Максимальное число модулей - 12 (для формирования круговой диаграммы 360 град.). Установка ГУ и устройства крепления производится на подготовленную площадку на дне, либо с креплением на сваю или другие гидротехнические сооружения. Размещение надводной аппаратной части может производиться как в капитальных сооружениях постов охраны, так и в мобильных контейнерах или кузовах-фургонах.
Общим недостатком указанных устройств является разделение систем обнаружения подводных опасных объектов (гидроакустических станций) и систем реагирования на угрозу (зачастую представленных вооруженными подразделениями охраны или сил специального назначения).
Наиболее близким по конструктивному исполнению к заявляемому решением является комплекс, описанный в изобретении «Способ установки комплекса для подводно-технических работ на дно акватории и его демонтажа и комплекс для подводно-технических работ» по Патенту РФ 2355598, B63B 35/44, 2009 г., содержащий преимущественно круглого сечения с увеличивающейся к основанию площадью корпус с юбкой, расположенный в верхней части корпуса комплекса воздушный колокол, причем верхний срез корпуса комплекса размещен в воздушной (газовой) среде колокола, в верхней части колокола установлены балластные цистерны (надувные емкости), трубопровод связи внутренней газовой полости колокола с балластными цистернами с клапаном его открывания-закрывания, насос осушения корпуса комплекса, кингстон его затопления и автоматизированные системы - систему поддержания газового состава и давления внутри воздушного колокола и комплекса, а также систему подачи воздуха (газовой среды) внутрь воздушного колокола и корпуса комплекса при его осушении, воздушный колокол оснащен грузовой платформой с комингс-площадкой и расположенной в верхней части комплекса грузовой шлюзовой камерой, воздушный колокол имеет убежище (водолазный блок) для обслуживающего персонала, выполненное в виде барокомплекса со шлюзовыми камерами и спасательными средствами.
К недостаткам известного комплекса можно отнести отсутствие защитных элементов, позволяющих в случае необходимости обнаружить потенциально опасный объект, идентифицировать его и принять меры для его отведения.
Заявляемая полезная модель решает задачи повышения эффективности противодействия потенциально опасным объектам, а также снижения энергетических затрат на это со стороны охраняемого объекта.
Техническим результатом является повышение автономности подводной пусковой платформы, а также уменьшение времени реагирования на подводную угрозу для охраняемого объекта.
Решение поставленной задачи достигается тем, что конструкция устройства содержит устанавливаемый вертикально на грунте с помощью системы растяжек и якорей полый прочный корпус с юбкой круглого сечения, с применением гидронасоса врезаемой в дно, расположенные внутри или снаружи корпуса пусковые установки, использующие для выталкивания хранящихся в них оборонных необитаемых подводных аппаратов электроэнергию, получаемую от размещенных внутри корпуса аккумуляторов большой емкости, связанных с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию за счет вращения установленной в верхней части платформы турбины или ротора, взаимодействующих с подводными течениями, а также размещенную внутри корпуса систему оперативного слежения за подводной обстановкой, включающую информационно-управляющую аппаратуру и одну или несколько гидроакустических антенн с передатчиками. При этом подводная пусковая платформа может быть связана с охраняемым объектом или наземным контрольным пунктом кабелями для передачи резервной электроэнергии, информации о подводной обстановке и потенциальных целях, а также дистанционных сигналов о пуске оборонных необитаемых подводных аппаратов.
Предлагаемая полезная модель поясняется с помощью чертежа, на котором изображен вид комплекса сбоку.
На чертеже показан общий вид полезной модели в разрезе, на котором прочный корпус 1 платформы установлен вертикально на грунте и зафиксирован в этом положении с помощью растяжек 2 с непоказанными на чертеже лебедками, прикрепленными к якорям 3.
В верхней части корпуса 1 расположена турбина 4, вал которой взаимодействует с электрогенератором 5, энергия от которого передается по кабелю 6 и накапливается в аккумуляторах 7. Внутри корпуса 1 установлены связанные с аккумуляторами 7 пусковые установки 8, в которых расположены оборонные необитаемые подводные аппараты 9.
Нижняя часть корпуса 1 выполнена в виде круглой юбки 10, врезанной в донную породу. На наружной части юбки установлен гидравлический насос 11, соединенный с внутренним пространством между юбкой 10 и дном.
Также внутри корпуса 1 находится информационно-управляющая аппаратура 12, обрабатывающая информацию, поступающую от гидроакустической антенны 13, а также от охраняемого объекта или наземного контрольного пункта. Эта информация, совместно с возможной подачей платформе резервной электроэнергии, передается по проложенным по дну акватории кабелям 14.
Подводная пусковая платформа работает следующим образом.
Перед установкой на дно подводная платформа полностью подготавливается к эксплуатации в течение определенного промежутка времени. При этом происходит зарядка аккумуляторов 7, производится жесткий монтаж и проверка работоспособности оборудования, располагаемого внутри и снаружи прочного корпуса 1, а также заряжание внутрь пусковых установок 8 подводных аппаратов 9.
После транспортировки платформы к месту ее установки на дно, водолазами или подводными аппаратами производится монтаж на грунте якорей 3. После этого к верхней части корпуса 1, имеющего отрицательную плавучесть, прикрепляется не показанная на чертеже заполненная газом емкость, имеющая такой объем, чтобы общая плавучесть платформы, соединенной с ней, была положительной, но близкой к нулевой. После этого с помощью грузового приспособления платформа опускается с обеспечивающего судна в воду, и остается на плаву близко к поверхности воды. Далее в помощью водолазов к платформе прикрепляются растяжки 2, соединенные с якорями 3.
Изменяя количество газа в емкости и работая лебедками, убирая слабину растяжек 2, осуществляют управляемое погружение платформы, находящейся в вертикальном положении, на дно.
По достижении дна прочный корпус 1 ориентируют с помощью растяжек 2 в вертикальной плоскости, после чего приводят в действие питающийся от аккумуляторов 7 гидронасос 11, который выкачивает воду из полости, создаваемой внутренним объемом юбки 10 и наружной поверхностью дна. При этом на наружную поверхность юбки 10 действует гидростатическое давление, которое способствует ее заглублению в грунт и прочной установке платформы. Установка завершается окончательным выравниванием корпуса 1 в вертикальной плоскости за счет натяжения растяжек 2.
Установленные вокруг охраняемого объекта одна или несколько пусковых платформ соединяются с ним или с наземным контрольным пунктом кабелями 14. По сигналу от охраняемого объекта, установленная на дно платформа активирует систему оперативного слежения за подводной обстановкой и начинает передавать получаемую информацию на охраняемый объект. При этом также начинает действовать система электропитания платформы - под действием подводных течений приводится в движение турбина 4, вращение которой с помощью электрогенератора 5, преобразуется в электроэнергию. Меньшая часть этой энергии потребляется на работу информационно-управляющей аппаратуры 12 и гидроакустической антенны 13, а большая - на зарядку аккумуляторов 7. При этом общее время непрерывной зарядки аккумуляторов (до нескольких месяцев) позволяет компенсировать низкую скорость вращения турбины 4 из-за небольшой скорости подводных течений.
В случае возникновения угрозы для охраняемого объекта со стороны каких-либо подводных объектов, система оперативного слежения обнаруживает их и классифицирует. При этом, определяемое при установке расстояние от пусковой платформы до охраняемого объекта дает дополнительное время на более точное определение координат опасного объекта и выяснение траектории его движения. Это, в свою очередь, способствует более эффективной работе охранных необитаемых подводных аппаратов 9.
В случае, если объект действительно представляет опасность для охраняемого объекта, принимается решение на выпуск одного или нескольких подводных аппаратов 9 для его отведения от цели. При этом, количество пусковых установок 8 позволяет хранить на пусковой платформе необитаемые аппараты 9 разного типа действия - от волнового (низкочастотного) воздействия на биологический объект до воздействия ударной волны (гидравлического удара) на техническое устройство.
Для создания выталкивающего необитаемый аппарат 9 импульса, пусковая установка 8 использует электроэнергию аккумулятора (или нескольких аккумуляторов) 7. При этом общей мощности аккумуляторов 7 должно хватать не менее, чем на три последовательных срабатывания пусковых установок 8.
В случае, если угроз много, и возникает необходимость в пуске большего количества подводных аппаратов 9, электроэнергия для работы пусковых установок 8 может быть получена непосредственно от охраняемого объекта по кабелю 14.
Таким образом, реализуются поставленные перед предлагаемым устройством задачи.
1. Подводная пусковая платформа для защиты стационарных морских объектов, содержащая устанавливаемый вертикально на грунте с помощью системы растяжек и якорей полый прочный корпус с юбкой круглого сечения с применением гидронасоса, врезаемой в дно, расположенные внутри или снаружи корпуса пусковые установки, использующие для выталкивания хранящихся в них оборонных необитаемых подводных аппаратов электроэнергию, получаемую от размещенных внутри корпуса аккумуляторов большой емкости, связанных с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию за счет вращения установленной в верхней части платформы турбины или ротора, взаимодействующих с подводными течениями, а также размещенную внутри корпуса систему оперативного слежения за подводной обстановкой, включающую информационно-управляющую аппаратуру и одну или несколько гидроакустических антенн с передатчиками.
2. Подводная пусковая платформа по п.1, связанная с охраняемым объектом или наземным контрольным пунктом кабелями для передачи резервной электроэнергии, информации о подводной обстановке и потенциальных целях, а также дистанционных сигналов о пуске оборонных необитаемых подводных аппаратов.
